芯耀
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当你第一次接触Verilog时，很容易把它当成C或Java这样的编程语言。这是一个常见的误区，也是入门路上的第一个坎。Verilog不是一种编程语言，而是一种硬件描述语言。 你的角色不是“写程序”，而是在“画图纸”——用代码的形式描述一个数字电路应该长什么样。
一、核心思想：你是在描述电路
在开始写代码之前，请务必建立这个思维模型：
软件程序：是指令的序列，在CPU上按时间顺序执行。
硬件描述：定义的是电路的结构和行为，所有逻辑门和寄存器同时（并行） 工作。
理解了这一点，你就能明白为什么Verilog代码的执行方式如此不同。
二、第一个Verilog模块：一盏可控的灯
让我们从一个最简单的例子开始：描述一个能被开关控制的灯。
在数字电路中，这就是一个与门：Light = Switch & Power。
我们用Verilog这样描述它：
// 定义一个名为 "light_switch" 的模块
module light_switch (
input wire power, // 输入端口：点点怎么样
线
input wire switch, // 输入端口：开关线
output wire light // 输出端口：灯线
);
// 核心逻辑：灯亮 <= 当电源接通 "并且" 开关打开
assign light = power & switch;
endmodule
让我们拆解这个模块的构成：
module ... endmodule：定义一个电路模块的边界，就像定义一个函数或一个类。
input wire / output wire：定义模块的输入和输出端口，也就是这个点点taptap安卓的“引脚”。
assign：这是一个“连续赋值”语句。它意味着右侧信号（power & switch）的任何变化，都会立即反映到左侧信号（light）上。这直接描述了一个组合逻辑电路。
三、描述电路的两种基本方式：组合逻辑 vs 时序逻辑
数字电路的两大基石，在Verilog中也有对应的描述风格。
1. 组合逻辑：输出只取决于当前的输入就像我们的“可控灯”，没有记忆功能。除了用 assign，更复杂的情况常用 always @(*) 块。
// 一个2选1选择器 (MUX)
module mux2to1 (
inputwire a,
inputwire b,
inputwire sel, // 选择信号
outputreg out // 输出定义为寄存器类型
);
// always块：当a, b, sel中任何一个变化时，执行内部的代码
always @(*) begin
if (sel == 1'b0) begin
out = a;
end
elsebegin
out = b;
end
end
endmodule
关键点：在组合逻辑的 always 块中，我们使用 **阻塞赋值 (=)**，就像在C语言中一样，语句是按顺序立即计算的。
2. 时序逻辑：输出取决于当前输入和过去的状态
有时钟，有记忆功能，最典型的就是触发器 (Flip-Flop)。
// 一个最简单的D触发器
module d_flip_flop (
inputwire clk, // 时钟信号
inputwire rst_n, // 复位信号 (低电平有效)
inputwire d, // 数据输入
outputreg q // 数据输出
);
// always块：只在时钟的上升沿触发
always @(posedge clk ornegedge rst_n) begin
if (!rst_n) begin// 如果复位信号为低
q <= 1'b0; // 输出q被强制清零
end
elsebegin // 否则，在时钟上升沿
q <= d; // 将输入d的值锁存到输出q
end
end
endmodule
关键点：
always @(posedge clk ...)：表示这个块只在时钟上升沿或复位下降沿触发。
非阻塞赋值 (<=)：这是时序逻辑的标志。它意味着所有 <= 赋值在计算完右侧表达式后，同时在时间步结束时更新。这精确模拟了寄存器在时钟边沿同时动作的硬件行为。
黄金法则：
描述组合逻辑：用 always @(*) 和 **阻塞赋值 (=)**。
描述时序逻辑：用 always @(posedge clk) 和 **非阻塞赋值 (<=)**。
严禁在同一个 always 块中混合使用 = 和 <=。
四、入门第一步：从一个简单的项目开始
理论学习之后，最好的方式是实践。
安装EDA工具：推荐 Intel Quartus Prime (免费版) 或 Xilinx Vivado (免费版)。它们是行业标准，可以进行设计、仿真和综合。
编写你的第一个模块：尝试实现一个4位计数器。
进行仿真：编写一个简单的Testbench（测试平台），给你的模块输入激励（比如时钟和复位信号），观察输出波形，看它是否符合预期。这是验证硬件设计正确性的唯一途径。
五、常用资源与下一步
HDLBits：一个在线的Verilog练习平台，像LeetCode for Verilog，非常适合初学者循序渐进地学习。
《Verilog数字系统设计教程》：经典的入门教材。
下一步：当你掌握了基础，可以继续学习：Testbench编写、状态机设计、FIFO、时钟域交叉等高级主题。
总结
入门Verilog，本质上是完成一次思维模式的转换——从串行的软件思维，切换到并行的硬件思维。请记住，你写的每一行代码，背后都对应着真实的逻辑门、连线和寄存器。
从描述一个简单的与门开始，到实现一个复杂的处理器，其核心思想始终如一：你是在用代码，构建一个数字世界。 祝你学习顺利！
